CN101391814B - 金红石相二氧化钒粉体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金红石相二氧化钒的粉体制备方法，具体涉及一种水热法制备金红石相二氧化钒的粉体的方法。本发明采用不同钒原料、掺杂剂以及掺杂比例等条件得到结晶性较好金红石相二氧化钒粉体，形貌为颗粒、纳米棒及雪花状粒子，该粉体其半导体-导体相转变温度可降低至室温附近。

Description

金红石相二氧化钒粉体的制备方法
技术领域
本发明涉及一种金红石相二氧化钒的粉体制备方法，具体涉及一种水热法制备金红石相二氧化钒的粉体的方法。
背景技术
在全球能源供应趋紧的形势下，节能已成为建筑业必须面对的一个重要课题。我国建筑能耗的总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已从上世纪七十年代末的10％，上升到近年的27.45％。目前建筑业的节能主要体现在窗户设计和照明节电上。在玻璃窗的设计上，可以根据室内温度自动调节红外光透过的智能窗户具有良好的应用前景
金红石相(R相)二氧化钒因其具有在68℃发生可逆金属半导体相变的性质，且相变温度可以通过掺杂钨、钼等元素降低到室温而成为最有应用前途的智能窗户涂层材料。二氧化钒具有A相、B相、C相、R相及水合物等多种结晶相，而其中制备R相二氧化钒粉体成为节能应用的关键。
目前所报道的R相二氧化钒粉体多采用生成B相二氧化钒粉体然后350-800℃热处理生成R相二氧化钒粉体(彭子飞；江炜；王媛相变温度可控钨掺杂纳米二氧化钒粉体的制备工艺，中国专利CN101164900，黄驰；刘兴海；易生平，一种二氧化钒粉末的制备方法，中国专利CN1986125)以及一步反应生成B相二氧化钒(邹建；林华，B相纳米二氧化钒的制备方法，中国专利CN101041464；陈文；麦立强；徐庆；彭俊锋；朱泉峣；周静；黄学辉，二氧化钒纳米棒及其制备方法，中国专利CN1522965)。
Lawton等人在740℃采用喷雾热分解硫酸氧钒溶液制得微米级二氧化钒粉体(Lawton；Stanley A.，Theby；Edward A.，Method for making vanadium dioxidepowders，US 5427763)；Huang Wei-Gang等人通过热分解草酸氧钒制备了二氧化钒粉体(黄驰；刘兴海；易生平，一种二氧化钒粉末的制备方法，CN1986125)，其分解温度为300-800℃。但是尚未见到关于一步水热合成金红石相二氧化钒粉体的相关报道。
发明内容
本发明涉及涉及一种金红石相二氧化钒的粉体制备方法。
具体制备过程如下：
(1)配置的含钒离子浓度为0.05-1.5mol/L的溶液
上述含钒离子的溶液可以采用可溶性钒盐溶解于水中；
上述含钒离子的溶液还可以采用偏钒酸钠或硫酸氧钒或五氧化二钒与草酸混合配制得到。
所述可溶性钒盐包括硫酸氧钒(VOSO4)、二氯氧钒(VOCl2)、草酸氧钒(VOC2O4·5H2O)。
(2)往上述溶液中加入掺杂剂，掺杂剂为钒离子的摩尔百分比1％-10％；
所述掺杂剂可以是钨酸、钼酸或铌酸，也可以是可溶性钨酸盐、钼酸盐或铌酸盐等可溶性盐。
(3)将步骤(2)所得产物加入水热釜中，填充量为体积百分比50-85％，水热反应温度为200-300摄氏度，反应时间为1-7天。
(4)将步骤(3)所得产物经分离、洗涤、干燥，得到金红石相二氧化钒粉体。
本发明与现有的传统制备方法相比，其具有以下几个优点：
(1)粉体制备工艺简单，不需要复杂设备，生产成本低，便于控制，产物结晶性良好；
(2)反应温度低，反应一步完成；
(3)粉体相转变温度可调节至室温附近，可用于作智能节能涂层的粉体材料
本发明金红石相二氧化钒粉体结晶性较好，粉体形貌为颗粒、纳米棒及雪花状粒子。
附图说明
图1为二氧化钒粉体的扫描电镜照片，制得粉体结晶性良好。
图2为二氧化钒粉体的透射电镜照片及选区电子衍射分析，棒呈现取向生长。
图3为二氧化钒粉体的XPS谱图，表明W元素掺杂入二氧化钒
图4为二氧化钒粉体的XRD图谱。制得粉体结晶性良好。
图5为二氧化钒粉体的降温DSC曲线，升温过程相转变温度低于40摄氏度
图6为二氧化钒粉体的升温DSC曲线，降温过程相转变温度低于40摄氏度
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，但不仅限于实施例。
实施例1
将五氧化二钒粉体分散于草酸溶液中，称取加入钒离子的摩尔百分比1％的白钨酸，将上述溶液将上述溶液加入100ml聚四氟乙烯内衬水热釜，填充量为体积百分比50％，240摄氏度水热反应7天冷却后离心分离，在烘箱内70℃干燥24h。
实施例2
将五氧化二钒粉体分散于草酸溶液中，称取加入钒离子的摩尔百分比8％的钨酸钠，将上述溶液加入100ml聚四氟乙烯内衬水热釜，填充量为体积百分比85％，240摄氏度水热反应7天冷却后离心分离，在烘箱内70℃干燥24h。
实施例3
配置硫酸氧钒与草酸混合溶液，称取加入钒离子的摩尔百分比4％的钼酸，填充量为体积百分比50％，将上述溶液加入100ml聚四氟乙烯内衬水热釜，填充量为体积百分比75％，240摄氏度水热反应3天冷却后离心分离，在烘箱内70℃干燥24h。
实施例4
配置二氯氧钒与草酸混合溶液，称取加入钒离子的摩尔百分比2％的钼酸，将上述溶液加入100ml聚四氟乙烯内衬水热釜填充量为体积百分比65％，240摄氏度水热反应1天冷却后离心分离，在烘箱内70℃干燥24h。

Claims (2)

1.金红石相二氧化钒粉体的制备方法，包括下述步骤：
(1)将硫酸氧钒或二氯氧钒或草酸氧钒溶解于水中配制成含钒离子浓度为0.05-1.5mol/L的溶液；或者采用偏钒酸钠或硫酸氧钒或五氧化二钒与草酸混合配制成含钒离子浓度为0.05-1.5mol/L的溶液；
(2)在步骤(1)所得溶液中加入掺杂剂，掺杂剂为钒离子的摩尔百分比1％-10％；掺杂剂为钨酸或钼酸或铌酸或可溶性钨酸盐或钼酸盐或铌酸盐；
(3)将步骤(2)所得产物加入水热釜中，水热反应温度为200-300摄氏度，反应时间为1-7天；
(4)将步骤(3)所得产物经分离、洗涤、干燥，得到金红石相二氧化钒粉体。
2.按权利要求1所述的金红石相二氧化钒粉体的制备方法，其特征在于所述的水热釜的填充量为体积百分比50-85％。
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Denomination of invention: Method for preparing rutile phase hypovanadic oxide powder

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License type: Common License

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